Устройство для термообработки длинномерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 9) 01) 56 А СПУБ ОБРЕТЕНИЯЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Калининский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) В. Д. Гвоздев, И. Г. Соловьев, А. Н. Чохонелидзе, А. В. Беляев и А. Г. Фомичев(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ДЛИННОМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее камеру для размещения вдоль ее продольной оси обрабатываемого материала, попарно расположенные по высоте камеры симметрично относительно ее продольной оси соплообразующие элементы, которые в одной из смежных пар выполнены в виде крылообразных турбулизаторов с плоскими и обращенными вогнутой поверхностью к продольной оси камеры криволинейными 4 В 29 С 35 06 71 02 Г 26 В 13 участками, и расположенный с торцов камеры газоподвод, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат на транспортирование теплоносителя за счет уменьшения гидравлического сопротивления при обеспечении интенсивности теплообмена, плоские участки крылообразных турбулизаторов расположены к продольной оси камеры под углом 15 - 60, радиусы криволинейных участков крылообразных турбулизаторов выбраны от 1/8 до 1/3 ширины камеры, верхний и нижний концы крылообразных турбулизаторов расположены на плоскости, проходящей под углом 5 - 10 к продольной оси камеры, а соплообразующие элементы другой смежной пары выполнены в виде обращенных к продольной оси камеры выпуклой поверхностью полуцилиндров, прилегающих к боковой стенке камеры, причем радиус каждого из полуцилиндров выбран от 0,25 до 0,4 ширины камеры, а шаг между парами аналогичных друг другу соплообразующих элементов по высоте камеры выбран от 0,7 до 5,0 ширины камеры.2 О 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к резинотехнической и текстильной промышленности, в частности к устройствам для вулканизации, термофиксации, сушки и других видов термообработки длинномерных материалов.Цель изобретения - снижение энергетических затрат на транспортирование теплоносителя за счет уменьшения гидравлического сопротивления устройств при обеспечении интенсивности теплообмена.1-а фиг. 1 изображена камера, вертикальный разрез; на фиг. 2 - устройство, аксонометрия; на фиг, 3 - соплообразующие элементы.Устройство содержит камеру 1 для размещения вдоль ее продольной оси обрабатываемого материала с клинообразными газо- подводом 2 и газоотводом 3, с входной и выходной щелями 4 и 5 соответственно для входа и выхода обрабатываемого материала. В камере 1 симметрично относительно продольной оси ее установлены соплообразующие элементы: полуцилиндры 6 и 7, прилегающие к боковой стенке 8 камеры 1 и крылообразные турбулизаторы 9 и 10 с нижним концом а и верхним г,о ходу теплоносителя концом Ь.Соплообразующие элементы 6 и 7 и 9 и 10, стенки 8 камеры 1 и обрабатываемый материал образуют три зоны потока: зона потока е между турбулизаторами 9 и 10 и боковой стенки 8 камеры 1, зона потока д между турбулизаторами 9 и 10 и полуцилиндрами 6 и 7 и зона потока е между турбулизаторами 9 и О и обрабатываемым материалом.Профиль турбулизаторов 9 и 10 образован сочетанием криволинейного участка с частью касательной к нему плоскости д, проведенной под углом и = 15 - 60 к поверхности обрабатываемого материала. Увеличение угла а более 60 приводит к повышению сопротивления устройства из-за образования дополнительного вихря за плоским участком профиля. При значениях угла а меньше 15 снижается коэффициент теплоотдачи ввиду уменьшения нормальной к обрабатываемому материалу составляющей газового потока.Турбулизаторы 9 и 10 должны быть повернуты на угол р= 5 - 10 в направлении от обрабатываемого материала к боковой стенке камеры 1. Угол р образован плоскостью, проходящей через верхний Ь и нижний а концы турбулизаторов 9 и 10.Если этот угол больше 10, понижается коэффициент теплоотдачи под турбулизатором из-за уменьшения внутреннего вихря. Если же угол р меньше 5, то это приводит к повышению гидравлического сопротивления устройства в связи с увеличением вихря под турбулизатором.Соплообразующие элементы 6 и 7 и 9 и 10 выполнены расположенными симметрично относительно продольной оси камеры 1. Первый вид соплообразующих элементов 6 и 7полуцилиндры радиуса 0,25 - 0,4 ширины 5 камеры 1, установленные с шагом 0,7 - 5,0 ширины камеры 1, между которыми размещены соплообразующие элементы второго вида - крылообразные турбулизаторы 9 и 10. Профиль их представляет собой сочетание четверти цилиндра радиуса г от 1/8 до 1/3 ширины 5 камеры 1.Если радиус Я полуцилиндров 6 и 7 будет 0,25 ширины камеры 1, поток теплоносителя в зазоре между полуцилиндрами 6 и 7 обрабатываемым материалом не достигает скоросги, необходимой для интенсификации теплообмена, а при радиусе более 0,4 недопустимо возрастет гидравлическое сопротивление устройства. Если радиус четверти цилиндра г туроулизаторов 6 и 7 меньше 1/8 5, то размеры вихря под турбулизатором 9 и 10 недостаточны для требуемой активизации теплообмена, а при радиусе более 1/3 5 турбулизатор 9 и О перекрывает значительную часть ширины камеры 1, создав чрезмерное сопротивление движению потока теплоносителя я.Соплообразующие элементы 9 и 10 также, как полуцилиндры 6 и 7 должны быть расположены по высоте камеры 1 с шагом 0,7 - 5,0 ее ширины Ь. Шаг 0,7 5 минимально возможный при описанных размерах элементов, а при шаге более 5,0 5 расстояние между элементами, а, значит, и зонами активного теплообмена возрастает нестолько, что снижается средний по высоте камеры коэффициент теплоотдачи.Устройство работает следующим образом. Обрабатываемый материал поступает снизу через входную щель 4 в канал клиноооразного воздухоподвода 2 и, пройдя его, движется по оси камеры 1. Симметрично установленные относительно оси камеры полу. - цилиндры 6 и 7, крылообразные турбулизаторы 9 и0 создают у поверхности материала активный гидродинамический режим,Нагретый газ -- теплоноситель подается с торца камеры в клинообразный воздухоподвод 2, распределяющий поток равномерно по ширине камеры 1. Теплоноситель движется в камере снизу вверх и встречает на своем и ути первый соплообразующий элемент - полуцилиндр 7 (картина движения газовых потоков симметрична относительно обрабатываемого материала). Газ обтекает соплообразующий элемент 7. Скорость его движения увеличивается, что приводит к интенсификации теплообмена. Миновав ближайшую к поверхности материала точку полу- цилиндра, поток газа расширяется, То что соплообразующий элемент 2 имеет замкнутый контур, дает возможность уменьшить образование за крайней его точкой обрат1229056 иГ. Я тель А. БесфаИ. Верес640 ильныйКорректор АПодписноеета СССРкрытийна 6., д. 4/5л. Проектная,Состав Р Техре Тираж ВНИИПИ Государст по делам изоб 13035, Москва, Ж -филиал ППП Патент, бру едактор М. Блана аказ 2216/14 венного комит ретений и от 35, Раушская г. Уж го род, у ного вихря, значительно увеличивающегося гидравлическое сопротивление устройства.Далее расширяющийся поток теплоносителя обтекает крылообразный турбулизатор 9, разделяясь на два потока. Поток е движется вдоль обрабатываемого материала в канале между материалом турбулизатором 9. На нижней по ходу теплоносителя кромке а турбулизатора 9 происходит отрыв газового потока, образуется вихрь под турбулизатором 9, поджимающий поток теплоносителя к материалу за счет чего возрастает интенсивность теплообмена в этой зоне. Второй поток с движется между боковойстенкой 8 камеры 1 и турбулизатором 9, наружная поверхность которого по форме близка к крылообразной, что обеспечивает невысокое гидр авл ическое сопротивление устройства. Попав между турбулизатором 9 и следующим полуцилиндром 7, поток И наклонно падает на обрабатываемую поверхность. Нормальная к материалу составляющая потока увеличивает коэффициент тепло отдачи. Здесь оба потока смешиваются ипроцесс повторяется. 1=У,7 Ю Я= - Ю1 Ф с=60 ,з=г=у 5